tools/objtool/arch/x86/special.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-or-later
   2 #include <string.h>
   3
   4 #include <objtool/special.h>
   5 #include <objtool/builtin.h>
   6
   7 #define X86_FEATURE_POPCNT (4 * 32 + 23)
   8 #define X86_FEATURE_SMAP   (9 * 32 + 20)
   9
  10 void arch_handle_alternative(unsigned short feature, struct special_alt *alt)
  11 {
  12         static struct special_alt *group, *prev;
  13
  14         /*
  15          * Recompute orig_len for nested ALTERNATIVE()s.
  16          */
  17         if (group && group->orig_sec == alt->orig_sec &&
  18                      group->orig_off == alt->orig_off) {
  19
  20                 struct special_alt *iter = group;
  21                 for (;;) {
  22                         unsigned int len = max(iter->orig_len, alt->orig_len);
  23                         iter->orig_len = alt->orig_len = len;
  24
  25                         if (iter == prev)
  26                                 break;
  27
  28                         iter = list_next_entry(iter, list);
  29                 }
  30
  31         } else group = alt;
  32
  33         prev = alt;
  34
  35         switch (feature) {
  36         case X86_FEATURE_SMAP:
  37                 /*
  38                  * If UACCESS validation is enabled; force that alternative;
  39                  * otherwise force it the other way.
  40                  *
  41                  * What we want to avoid is having both the original and the
  42                  * alternative code flow at the same time, in that case we can
  43                  * find paths that see the STAC but take the NOP instead of
  44                  * CLAC and the other way around.
  45                  */
  46                 if (opts.uaccess)
  47                         alt->skip_orig = true;
  48                 else
  49                         alt->skip_alt = true;
  50                 break;
  51         case X86_FEATURE_POPCNT:
  52                 /*
  53                  * It has been requested that we don't validate the !POPCNT
  54                  * feature path which is a "very very small percentage of
  55                  * machines".
  56                  */
  57                 alt->skip_orig = true;
  58                 break;
  59         default:
  60                 break;
  61         }
  62 }
  63
  64 bool arch_support_alt_relocation(struct special_alt *special_alt,
  65                                  struct instruction *insn,
  66                                  struct reloc *reloc)
  67 {
  68         return true;
  69 }
  70
  71 /*
  72  * There are 3 basic jump table patterns:
  73  *
  74  * 1. jmpq *[rodata addr](,%reg,8)
  75  *
  76  *    This is the most common case by far.  It jumps to an address in a simple
  77  *    jump table which is stored in .rodata.
  78  *
  79  * 2. jmpq *[rodata addr](%rip)
  80  *
  81  *    This is caused by a rare GCC quirk, currently only seen in three driver
  82  *    functions in the kernel, only with certain obscure non-distro configs.
  83  *
  84  *    As part of an optimization, GCC makes a copy of an existing switch jump
  85  *    table, modifies it, and then hard-codes the jump (albeit with an indirect
  86  *    jump) to use a single entry in the table.  The rest of the jump table and
  87  *    some of its jump targets remain as dead code.
  88  *
  89  *    In such a case we can just crudely ignore all unreachable instruction
  90  *    warnings for the entire object file.  Ideally we would just ignore them
  91  *    for the function, but that would require redesigning the code quite a
  92  *    bit.  And honestly that's just not worth doing: unreachable instruction
  93  *    warnings are of questionable value anyway, and this is such a rare issue.
  94  *
  95  * 3. mov [rodata addr],%reg1
  96  *    ... some instructions ...
  97  *    jmpq *(%reg1,%reg2,8)
  98  *
  99  *    This is a fairly uncommon pattern which is new for GCC 6.  As of this
 100  *    writing, there are 11 occurrences of it in the allmodconfig kernel.
 101  *
 102  *    As of GCC 7 there are quite a few more of these and the 'in between' code
 103  *    is significant. Esp. with KASAN enabled some of the code between the mov
 104  *    and jmpq uses .rodata itself, which can confuse things.
 105  *
 106  *    TODO: Once we have DWARF CFI and smarter instruction decoding logic,
 107  *    ensure the same register is used in the mov and jump instructions.
 108  *
 109  *    NOTE: MITIGATION_RETPOLINE made it harder still to decode dynamic jumps.
 110  */
 111 struct reloc *arch_find_switch_table(struct objtool_file *file,
 112                                     struct instruction *insn)
 113 {
 114         struct reloc  *text_reloc, *rodata_reloc;
 115         struct section *table_sec;
 116         unsigned long table_offset;
 117
 118         /* look for a relocation which references .rodata */
 119         text_reloc = find_reloc_by_dest_range(file->elf, insn->sec,
 120                                               insn->offset, insn->len);
 121         if (!text_reloc || text_reloc->sym->type != STT_SECTION ||
 122             !text_reloc->sym->sec->rodata)
 123                 return NULL;
 124
 125         table_offset = reloc_addend(text_reloc);
 126         table_sec = text_reloc->sym->sec;
 127
 128         if (reloc_type(text_reloc) == R_X86_64_PC32)
 129                 table_offset += 4;
 130
 131         /*
 132          * Make sure the .rodata address isn't associated with a
 133          * symbol.  GCC jump tables are anonymous data.
 134          *
 135          * Also support C jump tables which are in the same format as
 136          * switch jump tables.  For objtool to recognize them, they
 137          * need to be placed in the C_JUMP_TABLE_SECTION section.  They
 138          * have symbols associated with them.
 139          */
 140         if (find_symbol_containing(table_sec, table_offset) &&
 141             strcmp(table_sec->name, C_JUMP_TABLE_SECTION))
 142                 return NULL;
 143
 144         /*
 145          * Each table entry has a rela associated with it.  The rela
 146          * should reference text in the same function as the original
 147          * instruction.
 148          */
 149         rodata_reloc = find_reloc_by_dest(file->elf, table_sec, table_offset);
 150         if (!rodata_reloc)
 151                 return NULL;
 152
 153         /*
 154          * Use of RIP-relative switch jumps is quite rare, and
 155          * indicates a rare GCC quirk/bug which can leave dead
 156          * code behind.
 157          */
 158         if (reloc_type(text_reloc) == R_X86_64_PC32)
 159                 file->ignore_unreachables = true;
 160
 161         return rodata_reloc;
 162 }